伊金霍洛旗東南部煤炭礦區東勝東至臺格廟鐵路引入海勒斯壕地區方案研究

黃 磊

(內蒙古鐵道勘察設計院有限公司 鐵道設計分院，內蒙古 呼和浩特 010050)

1 研究背景

1.1 地區運量研究

鄂爾多斯市伊金霍洛旗(以下簡稱“伊旗”)總面積5600 km2，其中4850 km2范圍被劃為國家規劃礦區，占全旗總面積的87%，境內有高頭窯礦區、萬利礦區、神東礦區、新街礦區、新街臺格廟礦區、呼吉爾特礦區和納林希里礦區，煤炭產區主要集中在伊旗東南部，其中新街臺格廟礦區總體規劃于2017年獲得國家發展和改革委員會批復。作為鄂爾多斯市煤炭資源的主要產區，2021年伊旗煤炭產量為19300萬t，達到全市煤炭產量的1/3。隨著我國東部地區煤炭開采量逐步減少、煤炭生產量逐步降低，再結合國務院辦公廳印發《推進多式聯運發展優化調整運輸結構工作方案(2021—2025年)》，未來伊旗煤炭鐵路外運量將大量增長，預測初、近、遠期伊旗煤炭鐵路調出量分別為23635萬t、23105萬t、24790萬t。

1.2 地區運輸通道分析

伊旗鐵路外運通道主要為4條：呼鄂(呼和浩特—鄂爾多斯)-唐呼(唐山—呼和浩特)通道主要承擔伊旗除國家能源投資集團有限責任公司(以下簡稱“國家能源集團”)外的煤礦煤炭東運至曹妃甸港運量，隸屬于中國國家鐵路集團有限公司，目前唐呼線能力富裕；巴準(巴圖塔—點岱溝)-大準(大同—準格爾)-大秦(大同—秦皇島)通道主要承擔大準線集運煤炭的外運功能，隸屬于大秦鐵路有限公司，目前線路能力基本飽和；巴準-大準-準池(外西溝—神池南)-朔黃(朔州—黃驊港)通道主要承擔區域內國家能源集團的煤礦煤炭東運至黃驊港運量，隸屬于國家能源集團，目前能力尚有富余；包神(包頭—神木)-神朔(大柳塔—朔州西)-朔黃通道主要承擔區域內國家能源集團的煤礦煤炭東運至黃驊港運量，隸屬于國家能源集團，目前包神鐵路南口、神朔鐵路能力較為緊張。

伊旗南運煤炭運輸通路主要有1條：新上(新街—上海廟)-浩吉(浩勒報吉南—吉安)通道主要承擔伊旗新街礦區、呼吉爾特礦區煤礦煤炭南運至湖南、湖北、江西等地區，因向南運輸距離較陜西方面遠且煤質較差，故南運通道運量占比較少。伊旗既有鐵路及煤炭外運通路示意圖如圖1所示。

圖1 伊旗既有鐵路及煤炭外運通路示意圖Fig.1 Existing railways and coal transport passages in Yijinhuoluo Qi

1.3 建設必要性分析

雖然伊旗東南部路網密度較為密集，但區域內鐵路權屬復雜，不同權屬鐵路之間難以實現互聯互通，運營組織存在一定困難。此外區域內部集運系統缺乏整體規劃，部分支線線路和專用線建設滯后，公路運輸占比偏高，區域內煤炭運輸結構不盡合理，隨著新街臺格廟礦區(國家能源集團控股)逐步達產，這一問題將更加凸顯，急需新的鐵路通道解決地區煤炭外運問題。新通道的建設可整合區域鐵路網資源、完善區域集疏運系統、保障煤炭外運通道運量合理分配、緩解區域交通壓力、增強鄂爾多斯物流樞紐功能、填補路網空白，是滿足區域內煤炭通過不同產權鐵路、不同通道外運的需求，同時也是響應國家“雙碳”政策，以“生態優先、綠色發展”為導向，落實大宗貨物運輸公轉鐵建立新形勢下煤炭運輸通道的需要，新通道的建設勢在必行[1]。

2 線網布設

2.1 通道走向及集運點布設

通過對伊旗東南部礦區產能和既有鐵路情況分析，新通道一是要解決臺格廟礦區煤炭無法通過國家能源集團自有鐵路實現外運問題，二是要多吸引沿線煤炭運量，三是要打通國家鐵路及國家能源集團自有鐵路之間的節點[2]，故新通道的大致走向為：起點→萬利礦區→神東礦區→新街礦區→新街臺格廟礦區→終點。對新通道走向上的煤炭產量及分布進行分析，新通道范圍內涉及38家煤礦，主要集運點有月芽樹灣、臺疙梁、新街東、木花日、海勒斯壕、高家梁，新通道在集運點位置對應布設裝車站。沿線主要集運點分布及新通道走向示意圖如圖2所示。

圖2 沿線主要集運點分布及新通道走向示意圖Fig.2 Main shipping area and trend of new railway passage

2.2 接軌點研究

結合伊旗東南部集運點分布、運輸徑路要求、既有鐵路產權、既有運輸通道的能力及新通道的大致走向，新通道有3個重點研究區域，即東勝東地區(接軌點)、海勒斯壕地區、新街地區(接軌點)。在東勝東地區，新通道可通過交接場與國家鐵路呼鄂線連接，打通沿線礦區國家鐵路西煤東運通道；在海勒斯壕地區，新通道可通過交接場與國家能源集團自有鐵路巴準鐵路、包神鐵路連接，打通沿線礦區國家能源集團自有鐵路西煤東運通道；在新街地區，新通道可通過交接場與國家鐵路新上線連接，打通沿線礦區國家鐵路向南運輸通道。重點研究區域劃分示意圖如圖3所示。

圖3 重點研究區域劃分示意圖Fig.3 Division of key research areas

新通道在呼鄂鐵路上可選擇的接軌點有東勝東站、點石溝站。點石溝站為東勝東站呼和浩特方向東勝東站的后方車站，站間距為32.15 km。結合線路走向，新通道接軌于東勝東站比接軌于點石溝站線路長度短約30.0 km，且受場地限制，在點石溝站接軌布設交接場需要拆除車站站房等，對既有線運營影響較大。因此，新通道在東勝東地區的接軌點選于東勝東站。

新通道在新上線上可選擇的接軌點有新街站、新街西站、臺格廟站。新街站南咽喉有4條線路引出，分別為包西鐵路(包頭—西安)上行線、包西鐵路下行線、新上線及新上線下行疏解線，接軌條件十分復雜，既有線改造工程體量巨大；新街西站有紅慶河煤礦專用線接軌，接軌條件較為復雜，交接場布設場地受限，且需要對國道G210、國道G338進行部分段落改移，對公路運營造成較大影響；臺格廟站接軌條件簡單、地域開闊、改造工程最少。通過對3個站的地理位置、工程實施難易程度進行比較，新通道在新上線的接軌點選于臺格廟站，臺格廟站與新通道的交接場連接，交接場通過聯絡線引入新街臺格廟礦區。

通過對接軌點的研究，新通道命名為：伊金霍洛旗東南部煤炭礦區東勝東至臺格廟鐵路(以下簡稱“東臺鐵路”)。

2.3 主要技術標準選擇

結合周邊既有鐵路主要技術標準、地形特點及沿線運量需求，東臺鐵路采用以下技術標準可與既有鐵路良好銜接、節省工程投資、適應地形并滿足沿線運量需求。需要特別指出的是，在新街東站至木花日站間需要增加2座會讓站以滿足運輸需求，同時采用單線自動閉塞模式以避免運量增長后的增二線工程。東臺鐵路貨流方向單一，結合地形條件分方向采用限制坡度能有效節省工程投資，在雙向13‰段落內增加補機。①鐵路等級：Ⅱ級。②正線數目：單線。③最小曲線半徑：一般600 m、困難500 m。④限制坡度：東勝東—海勒斯壕13‰；海勒斯壕—月牙樹灣裝車站重車方向6‰，輕車方向13‰[2]。⑤牽引種類：電力。⑥機車類型：暫推薦采用HXD1型或神12型電力機車；月牙樹灣站至木花日站采用HXD1雙機或神12單機，木花日站至東勝東站采用HXD1三機或神12雙機。⑦牽引質量：10000 t。⑧到發線有效長度：1700 m，補機區段1750 m。⑨閉塞類型：東勝東站至木花日站、新街東站至月牙樹灣站采用自動站間閉塞，木花日站至新街東站采用自動閉塞。

3 東臺鐵路引入海勒斯壕地區方案研究

3.1 站點選擇

海勒斯壕地區內銜接包神鐵路、巴準鐵路、東烏鐵路(活蠶溝—公烏素)、準東鐵路(薛家灣—準格爾召)，承擔附近各大煤礦的煤炭集結和發運任務，是該區域重要的煤炭發運基地之一，擬建伊旗煤炭物流園區海勒斯壕鐵路專用線，規劃神東圣圓專用線至巴準鐵路左線疏解線、海勒斯壕集運站至巴準鐵路的輕車疏解線、東烏鐵路至準東鐵路聯絡線。東臺鐵路在海勒斯壕地區需要與國家能源集團巴準鐵路、包神鐵路連接，打通沿線礦區國家能源集團自有鐵路西煤東運通道，巴準鐵路可選擇引入的車站有巴準鐵路海勒斯壕南站、包神鐵路巴圖塔站，包神鐵路可選擇引入的車站有包神鐵路轉龍灣站及巴圖塔站。海勒斯壕區域既有鐵路平面布置示意圖如圖4所示。

圖4 海勒斯壕區域既有鐵路平面布置示意圖Fig.4 Layout of existing railways in Hailesihao area

（1）海勒斯壕南站。海勒斯壕南站位于鄂爾多斯市伊金霍洛旗巴圖塔鎮，站房位于線路南側。本站為巴準鐵路上的一級三場萬噸組合分解站，Ⅰ場、Ⅱ場、Ⅲ場分別設到發線7條、10條、5條，有效長度均滿足1700 m，機務段縱列布置于車站西端，到發場預留擴建條件。本站主要辦理包神北方向萬噸列車的到發及通過作業，巴圖塔方向、東烏鐵路和包神北方向的5000 t煤炭重車組合萬噸列車作業，萬噸回空列車分解作業，機車換掛作業。車站準格爾端咽喉有神東圣圓煤炭集運站接軌，且預留疏解條件；巴圖塔端咽喉預留新街方向集運鐵路接軌條件。

（2）巴圖塔站。巴圖塔站為包神鐵路上的中間站，站房位于線路右側。車站設有到發線15條(含正線3條)，有效長度均滿足1050 m；機車整備線3條，機待線3條，安全線4條；段管線(含岔線)6條。車站主要辦理貨物列車的到發、解體、編組及摘掛作業，貨場、專用線的取送作業，以及貨物裝卸、發送和交付作業。車站現有烏蘭煤炭集團(儲煤)裝煤筒倉、神華神東天隆(儲煤)裝煤筒倉、神華神東(儲煤)裝煤筒倉、六合散裝站臺、鄂爾多斯圣圓煤礦散裝站臺、鄂爾多斯興生源散裝煤站臺。

（3）轉龍灣站。轉龍灣站是包神鐵路上的中間站，為曲線站(R-800 m)，站房位于線路左側。車站設有到發線6條(含正線2條)，有效長度滿足1050 m；裝車線2條(屬于轉龍灣煤炭集運有限公司)，與銜接的到發線組合后，可滿足進行萬噸列車組合分解作業的條件。

連接巴準鐵路若選擇引入巴圖塔站，則將對運輸能力本就不強的巴準鐵路巴圖塔至海勒斯壕段(單線)產生影響，需要對此段進行增二線改造，且海勒斯壕南站規劃建設海勒斯壕物流園，承擔本地區大部分煤炭集疏運任務，因此，東臺鐵路引入巴準鐵路的車站選在海勒斯壕南站；包神鐵路巴圖塔站受車站兩端曲線控制，且車站本身技術條件復雜，改造十分困難，而轉龍灣站技術條件簡單，因此東臺鐵路引入包神鐵路的車站選在轉龍灣站。

3.2 方案比選

根據運量預測結果，海勒斯壕地區初、近、遠期，去往巴準鐵路方向的車流對數為14對/d、19對/d、20對/d；去往呼鄂鐵路方向的車流對數為10對/d、3對/d、1對/d；去往包神鐵路方向的車流對數為2對/d、5對/d、12對/d。去往巴準鐵路的列車需要在巴準鐵路上的海勒斯壕南站辦理機車換掛、車輛交接、列檢等作業；去往呼鄂鐵路方向的列車需要在木花日站辦理摘補機作業；去往包神鐵路的列車需要在木花日站辦理機車換掛、車輛交接、列檢等作業[3]。

根據海勒斯壕地區內車流特點，結合地區內既有及規劃鐵路布局、沿線礦區分布以及線路走向，統籌考慮工程投資、運輸組織、沿線地質情況等因素，研究了新建貫通正線方案(方案Ⅰ)和引入既有海勒斯壕南站方案(方案Ⅱ)2個方案均將東臺鐵路與地區內4條既有鐵路全部聯通，且將海勒斯壕南站樞紐作用全面發揮，但各有優缺點[4]。

3.2.1 新建貫通正線方案(方案Ⅰ)

方案Ⅰ自地區北側引入，跨越巴準鐵路后折向西南，在既有巴準鐵路海勒斯壕南站東南側區間通過，于區間設海勒斯壕東線路所，之后線路向西南方向沿著巴準鐵路西側行進，跨越烏蘭木倫河后折向西，穿越轉龍灣旅游區后于烏蘭木倫河西側設木花日站，出站后線位折向西南引出該地區。新建貫通正線方案如圖5所示。

圖5 新建貫通正線方案Fig.5 New plan for connecting the main line

方案Ⅰ于海勒斯壕南站東南側區間預留滿來梁專用線和海勒斯壕東物流園線路所接軌條件；于區間新建2處線路所，修建東臺至巴準鐵路上、下行聯絡線，于海勒斯壕南站上、下行車場各增加2條到發線，并對咽喉區進行相應改建，滿足車輛交接等作業條件；區間預留東臺至準東鐵路聯絡線線路所接軌條件[5]。

方案Ⅰ至包神鐵路聯絡線自區間新建張家塔線路所單線引出，上跨烏蘭木倫河后折向南，上行聯絡線自轉龍灣站包頭端咽喉上行側接軌引入；預留下行聯絡線自上行聯絡線區間引出，自轉龍灣站包頭端咽喉下行側接軌引入。聯絡線長度為3.594 km。

方案Ⅰ去往東勝東方向的列車在木花日站辦理摘補機作業，去往巴準鐵路的跨線列車在海勒斯壕南站辦理機車換掛、車輛交接作業[6]。新建貫通正線方案平面布置示意圖如圖6所示。

圖6 新建貫通正線方案平面布置示意圖Fig.6 Layout of new plan for connecting the main line

3.2.2 引入既有海勒斯壕南站方案(方案Ⅱ)

方案Ⅱ自地區北側引入，行至西高家梁礦界最南端后折向東南，上跨準格爾召站裝車線，北繞準格爾召保護區后折向南，方向別引入既有海勒斯壕南站，后方向別引出于區間設線路所匯合為單線，后沿巴準鐵路西側行進，跨越烏蘭木倫河后折向西，穿越轉龍灣旅游區后于烏蘭木倫河西側設木花日站，出站后線位折向西南引出該地區。引入既有海勒斯壕南站方案如圖7所示。

圖7 引入既有海勒斯壕南站方案Fig.7 Plan to introduce Dongshengdong-Taigemiao Railway into Hailesihaonan Railway Station

方案Ⅱ于既有海勒斯壕南站上、下行到發場預留到發線各新建3條到發線，有效長度滿足1750 m[7]，并對車站兩端咽喉區進行相應改建。預留滿來梁專用線、海勒斯壕東物流園利用神東圣圓專用線接入本線條件。

方案Ⅱ至包神鐵路聯絡線自區間新建張家塔線路所單線引出，上跨烏蘭木倫河后折向南，上行聯絡線自轉龍灣站包頭端咽喉上行側接軌引入；預留下行聯絡線自上行聯絡線區間引出，自轉龍灣站包頭端咽喉下行側接軌引入。聯絡線長度為7.045 km。

方案Ⅱ引入海勒斯壕南站后，由既有海勒斯壕南站信號樓統一調度指揮，靈活使用既有到發線及機務設備。去往東勝東方向的列車在木花日站辦理摘補機作業；去往準格爾方向的列車在海勒斯壕南站到發場辦理機車換掛、車輛交接作業[8]。引入既有海勒斯壕南站方案平面布置示意圖如圖8所示。

圖8 引入既有海勒斯壕南站方案平面布置示意圖Fig.8 Layout of plan to introduce Dongshengdong-Taigemiao Railway into Hailesihaonan Railway Station

3.2.3 方案優缺點分析

方案比較及優缺點分析表如表1所示。

表1 方案比較及優缺點分析表Tab.1 Plan comparison and analysis of advantages and disadvantages

3.2.4 結論

經過技術經濟比較，雖然方案Ⅱ具有綜合線路長度較方案Ⅰ短1.994 km、工程投資省17423.3萬元、且既有設備利用率較高的優點，但方案Ⅱ還具有穿越準格爾召旅游規劃區、不能充分滿足東臺鐵路自管自營的運輸組織模式需求、與巴準鐵路的交接界面不夠清晰、不利于吸引地區貨流、且線路進入準格爾旗境內導致建設手續審批比較復雜等缺點，方案Ⅱ的優點不能彌補其在運營管理、吸引地區貨流及影響規劃方面的不足。綜上，研究推薦方案Ⅰ，即新建貫通正線方案作為東臺鐵路引入海勒斯壕地區的方案。

4 結束語

在東臺鐵路引入海勒斯壕地區方案研究中，采用比較法對引入點及可行的方案，在工程經濟、技術條件、地區規劃等方面進行了比較，最終確定了合理、可行的方案。從研究結果可以看到，工程投資省、線路長度短對方案抉擇有著一定的影響，但工程投資最省、線路最短的方案并不代表最合理的方案，在實際工程中往往需要考慮地區規劃、運營情況、建設條件及可持續發展等因素，綜合確定最優方案，若一味追求節省投資、線路短直，可能導致工程的可持續發展受到影響。